气相色谱仪介绍

发布时间:2014-01-09

气相色谱仪介绍

 

一、概述

1. 产品特点:

气相色谱仪是计算机控制的多用途高性能系列气相色谱仪。配大屏幕液晶显示器。仪器的整体结构设计美观大方、结构合理、检修和使用操作方便。仪器具有全微机自动控制系统,不仅可同时微机控制四路温度(柱箱、进样器和二个检测器),还可全部通过按键操作来控制检测器测量电路的衰减和调零,稳定性、可靠性较高。仪器上可根据用户需要选配各种高性能检测器。根据实际样品的分析需要,实现填充柱瞬间汽化进样、大口径毛细柱进样、毛细柱分流进样和平面转阀的定体积气体进样,可方便地配上各种裂解器,做裂解色谱分析。根据用户需要。

    仪器上温度控制具有温保护功能和故障显示功能。柱箱可实现自动九阶程序升温,设计有自动后开小门,使得柱箱温控不仅从高温自动降至低温既快速又稳定,而且可以实现柱箱高于室温8℃左右的近室温控制。宽大容积的柱箱,使色谱柱的安装使用十分方便。

    仪器具有秒表功能,在用皂膜流量计校正气体流量时当作电子秒表,在色谱分析过程中计测组份峰的保留时间。 

    仪器的微机系统随时监测外界电源电压的变化,对于抗电源电压的波动和抗瞬间突然停电的干扰进行强化处理,为长期连续的正常运行提供了可靠的保证。

    仪器配上有关不锈钢或玻璃的填充柱以及各种柔性石英毛细柱可对沸点在450℃以下的复杂混合物进行高精度的定性定量分析。广泛应用于石油、化工、冶金、电力、环保、食品、医药、卫生和各种科研领域。

 

2. 主要用途:

环境保护,大气水源等污染地的痕量毒物分析、监测和研究

生物化学,临床应同,病理和毒理研究;

食品发酵,微生物饮料中微量组分的分析研究;

中西药物,原料中间体及成品分析;

石油加工,石油化工,石油地质,油品组成等分析控制和控矿研究;

有机化学,有机合成领域内的成份研究和生产控制;

卫生检查,劳动保护公害检测的分析和研究;

科学,军事检测控制和研究;

 

3. 使用环境条件:

交流电源:使用电压220V±20V 频率50~60Hz 额定功率2200W。

电源无强高频干扰,电压无明显上下波动;接地可靠;

环境温度:+5℃~35℃

相对湿度:<85%

 

4. 工作条件:仪器安装场所不得有腐蚀性气体,不应有影响仪器正常工作的电场和磁场存在,摆放仪器的台面应稳固、防震。

二、工作原理

气相色谱仪以气体作为流动相(载气)。当样品由微量注射器注入进样器汽化后,被载气携带进入填充柱或毛细管色谱柱。由于样品中的流动相(气相)和固定相(液相或气相)间分配或吸附系数的差异,在载气的冲洗下各组分在两相间作反复多次分配,使各组份在柱中得到分离,依次从柱后流出。然后用接在柱后的检测器,根据组份的物理、化学特性,将各组分按顺序检测出来。

三、技术特性

控温范围:         室温上7℃~400℃(增量1℃)

程升阶数:         九阶

程序升温速率:     0.1℃~40℃/min(增量0.1℃)

检测器温度:       室温+30℃~400℃

进样器温度:       室温+30℃~400℃

FID

检测限:         ≤5×10-12g/s(正十六烷)

基线噪声:       ≤6×10-12A/H

线性范围:       ≥105

稳定时间:       <20min

TCD

敏感度:          ≥10000mV·ml/mg(正十六烷)

基线噪声:        ≤30uV(载气为99.999的氢气)

四、尺寸和重量

尺寸:    600x450x450              重量:    52Kg

 

五、仪器结构及主要部件

气相色谱仪是整体式机型,整机结构由三大部分座落在一块大底板架上,中间部分是柱箱,上面装有汽化室(进样系统)和检测器;左面部分是气路控制系统,包括有进气排气接头、稳压阀、稳流阀、调节阀、开关阀、压力表等部件;右面部分是微机控制系统,包括微机控制主电路板、检测器电路板、按键显示电路板、变压器等电部件。

 

  气相色谱仪的柱箱具有容积大、升温快、降温快、温度场均匀的特点。

柱箱内胆尺寸为宽300×深160×高280(mm),柱箱加热功率为1500W,柱箱空气浴搅拌采用大叶片风扇,排风量大,柱箱加热器和风叶的左方设计有冷热二个风道,有步进电机同步控制冷热风道的开启或关闭角度,在微机系统的控制下,有效地进行高精度温度控制和自动高速降温,并能实现室温以上8℃的近室温控制。柱箱加热器应用了高绝缘高强度的高频陶瓷,耐高温、耐高压,安全可靠,柱箱通过微机控制具有温保护功能。柱箱搅拌空气用的低噪音电机。

 

六、控制系统的构成和原理

气相色谱仪的微机控制部分采用8051系列单片机作为控制核心,具有结构简单、控制功能强、稳定、可靠的特点。

    主要部分由主机板、液晶显示控制板、FID控制板和TCD控制板等构成。

(1) 主机板

a. 单片微机8032、程序存贮器27256和数据存贮器6264构成的微机系统是整个控制系统的核心。

b. 多路开关4051和4052,运算放大器OP-07,电压—频率转换器VFC—32构成输入部分。温度传感器铂电阻,电子流量计等信号电压经过输入部分转变或相应的脉冲信号,送往8032进行计数。

c. 输入输出接口8255组成输出总线与各检测器控制板连接,由于采用总线形式,所以各检测器连接时都直接并联,当需要扩展其他检测器时也可很方便地直接并联。微机系统通过输入输出总线控制检测器的灵敏度、电流、衰减、调零输出等参数。

d. 主机板上有电源检测电路和程序运行检测电路。当电源掉电或程序受到强干扰非正常运行时,会启动硬件复位电路产生复位信号,使微机停止运行。等电源恢复正常后再重新启动程序运行。由于数据存贮器由镍隔电池供电,所以断电不会使设置的各参数丢失。

e. 主机板上有步进电机控制电路,计算机根据设定温度和实际温度的误差发出四相八拍的控制电压,使步进电机正转或反转,带动柱箱后门打开或关上。

(2) 液晶显示控制板

a. 液晶显示板上有独立的微机系统,与主机板上的8032之间通过串行通讯口交换信息。微机将按键命令送往主机板,同时接受主机板送来的显示信息,控制液晶显示板显示所需要的内容。

b. 液晶显示板还接受主机板送来的各加热器所需的控制电压信息,并通过固态继电器控制加热电压,输出电压采用过零触发方式,即以一个正弦波为单位输出,计算机根据需要的加热电压在每个正弦波周期前计算出该周期是输出或关断,因此导通输出的正弦波是非常均匀地分布,大限度地减少了对电源上其他仪器的干扰。

c.当显示板与主机板的通讯因故障而中断时,仪器会自动复位重新起动。并恢复以前的数据设定。

(3) FID控制板

a.    FID控制板上有灵敏度控制信号,调零,信号衰减,极化电压等电路,它们都受主机板上8255发出的总线信号控制。

b.    采用377寄存器将总线送来的灵敏度控制信号锁存,灵敏度控制电路能控制微电流放大器内部高阻的切换。

c.    DAC和OP07构成调零电路能输出-4V~+4V的调零电压。

d.    DAC和OP07构成衰减电路将信号按所设定的比例衰减。

e.    信号过零检测将FID的信号电压转换成脉冲送到主机板供计算机自动调零时用。

f.    微电流放大器由高阻抗运放310J和高阻构成,高阻分为4档,分别为107W、108W、109W、1010W,计算机通过继电器来切换各高阻。

(4) TCD控制板

a.   TCD控制板上有恒流源、电流控制电路、信号调零电路、信号衰减电路、信号过零检测电路等。它们都受主机板上8255发出的总线信号控制。

b.   恒流源电路用317集成稳压器联接成恒流电路。它的输出电流决定于控制电阻的阻值,电流控制电路通过4个继电器改变并联电阻的阻值,达到改变电流的目的。

c.   信号调零电路,信号衰减电路和信号过零检测电路的构造和作用与FID控制板相同。

d.   热导池检测器工作时,恒流源电路输出设定的电流送至热导池桥路的对角线二端,另二端输出的热导信号经过极性切换继电器,送到OP-07放大,OP-07的输出经过信号衰减电路输出到色谱仪后面的接线柱上。

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